不同土壤類型對綠竹筍營養成分的影響

鄭 蓉，楊 杰，吳承文，溫曉蕓，鄭瑞鈺

(1.福建省林業科學研究院，福建 福州 350012； 2.尤溪縣林業局，福建 尤溪365100)

綠竹(BambusaoldhamiiMunro)為簕竹屬(Bambusa)綠竹亞屬(B.subg.Dendrocalamopsis)的叢生竹，易栽培、生長快、生產周期短、效益高，主要栽培地在福建、廣東、廣西、海南、臺灣和浙江南部[1-2]。綠竹筍是一種高纖維、高氮且糖類、粗脂肪含量較低的綠色食品，鮮筍的優質口感和上佳品質特別受百姓喜愛，商品價值頗高。研究指出，土壤養分狀況是獲得竹筍高產優質的重要條件之一，而氣候條件、采筍時期、林分造林年份、土壤類型以及施肥措施等是影響竹筍營養成分的主要因素[3-5]。但在相同栽培條件下，有關綠竹筍營養成分與土壤養分之間的相關程度尚未見報道。本研究選擇在福建綠竹產區，研究不同類型土壤及其栽培筍的養分變化規律，探討相同栽培條件下不同土壤養分狀況對綠竹筍養分及其品質的影響，旨在為綠竹筍用林土壤的科學管理和精準施肥提供參考。

1 研究區概況

研究區位于福建省綠竹主要栽培區的尤溪縣，東經117°48′30″—118°40′、北緯25°50′36″—26°26′30″，屬中亞熱帶季風性濕潤氣候，年均氣溫19.2 ℃，1月(最冷月)均溫8.0～12.0 ℃，7月(最熱月)均溫26.6～28.9 ℃。極端最低氣溫-7.8 ℃。年均降水量1620.6 mm，年均日照時間1574.3 h。全縣現有綠竹林面積達0.43萬hm2，全縣范圍均有種植分布，因境內地形起伏大，母巖類型繁多，栽培區內土壤類型較多，有紅壤、黃壤、黃紅壤、沙質沖積土等，其中海拔650 m以下丘陵山地為地帶性紅壤，成土母巖為花崗巖類、粉砂巖、頁巖等，土體深厚，呈深紅、淺紅或紅棕色；中低山地帶，成土母巖為粉砂巖風化或石英砂，土體厚度60～80 cm以上，壤質粘土為主，屬黃壤、黃紅壤；河灘地土壤，成土母巖為花崗巖、砂巖類等，土層較薄，砂質壤土為主[6]。綠竹以筍用為經營目的，產量穩定，竹林胸徑3.8～4.3 cm，立竹量3900～5250株·hm-2。

2 材料與方法

2.1 研究材料

在尤溪梅仙鎮經通村、梅仙村選擇經營水平較好、栽培措施相對一致的3種土壤類型(山地紅壤、坡地黃紅壤、河灘沖積土)的綠竹林分作為研究對象，3種土壤類型基本概況見表1。

表1 3種土壤類型基本概況

2.2 竹筍采樣與養分分析方法

2017年7月中旬(綠竹出筍盛期)，3種土壤栽培的健康竹筍各取3個稍露或未露出土竹筍，共9個筍樣，低溫冷藏帶回實驗室及時處理。先清冼瀝干竹筍，剝去筍籜，切除筍頭，取幼嫩可食部分切成薄片，置105 ℃烘箱殺青15 min，后置60～70 ℃恒溫干燥至恒重，稱重；最后用植物粉碎機磨細[l1]，將每個筍樣均分成3個分樣，共27個竹筍樣品，裝袋編號保存于干燥器備用。

竹筍營養成分測定9項指標，包括N、P、K、Ca、Mg、Fe、粗蛋白、粗脂肪、可溶性糖。各項指標測定方法[7]：全N、粗蛋白采用硫酸過氧化氫消煮凱氏定氮法；全P采用硫酸過氧化氫消煮紫外分光光度法；K、Ca、Mg、Fe采用硫酸過氧化氫消煮原子吸收分光光度法；可溶性糖采用蒽酮比色法；粗脂肪采用索氏提取法。使用主要儀器：全自動程序控制消解系統、定氮儀、紫外分光光度計、全自動程序控制消解系統、原子吸收儀等。

2.3 土壤采樣與養分分析方法

避開路邊、溝邊和特殊地形的部位以及堆肥的地方，每種土壤類型對應取筍位置挖掘3個土壤剖面，每個土壤剖面采集0～40 cm土層的混合土壤樣品1 kg左右，共取9個土壤樣品帶回實驗室。大塊捏碎，剔除土壤以外侵入體、植物根須等，自然風干后按要求研磨過篩，混勻后將每個土壤樣品均分成3個分樣，共27個土壤樣品，裝入樣品袋做好標簽備用。

測定土壤肥力狀況的11項養分指標，包括pH值、有機質、堿解N、有效P、速效K、全N、全P、全K、Ca、Mg、Fe。各項指標測定方法[7-8]：pH值采用電位測定法；有機質采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化法；堿解N采用堿解-擴散法；有效P采用鹽酸-氟化銨浸提鉬銻抗比色法；速效K采用乙酸銨浸提原子吸收分光光度法；全N采用凱氏消煮法；全P采用微波消解-鉬銻抗比色法；全K采用微波消解-原子吸收分光光度法；Ca、Mg、Fe采用微波消解-原子吸收分光光度法。

2.4 數據處理與分析

分別將同一土壤類型的竹筍與土壤分樣的測定值求算平均值作為該土壤和竹筍樣品的測定值，再對各項測定值采用Excel (Window 7)軟件計算平均值、標準誤差、變異系數、相關系數、方差分析等，采用SPSS 19.0軟件進行偏相關分析。

3 結果與分析

3.1 綠竹筍用林地3種土壤類型的基本肥力狀況

3種土壤類型(山地紅壤、坡地黃紅壤、河灘沖積土)11項養分指標含量測定值見表2。由表2可知，不同土壤類型養分狀況具有明顯差別，各項指標總變異系數范圍在11.21%～86.40%。就土壤養分含量而言，全K含量最高(36.668 g·kg-1)，其次為Fe(32.908 g·kg-1，Ca居第三(19.699 g·kg-1)，而有效P含量最低(18.51 mg·kg-1)；就養分差異程度而言，全P的變異系數最大(86.40%)，其次為有效P(變異系數69.33%)、有機質(變異系數60.64%)，pH值的變異系數最低(11.21%)，11項測定指標均屬中等變異性(變異系數<100%)[9]。

3種類型土壤養分含量比較表明，河灘沖積土pH、全K、Ca、Mg含量較高，坡地黃紅壤堿解N、有效P、速效K、全N、全P、Fe含量較高，紅壤僅有機質含量較高。經方差分析(表2)，各類型土壤養分指標具有明顯差異，其中全N、全P、全K及Fe含量達極顯著差異(P<0.01)；pH、有機質含量為顯著差異(P<0.05)；而堿解N、有效P、速效K及Ca、Mg指標未達顯著差異水平(P>0.05)。LSD多重比較表明，河灘沖積土的全N、Fe含量與其它2類土壤差異極顯著，山地紅壤的全P、全K與其它2類土壤差異極顯著，河灘沖積土pH值、有機質含量與其它2類土壤則差異顯著。由此分析，山地紅壤與坡地黃紅壤的發育母巖為花崗巖和砂頁巖，土壤特性較為一致，以坡地黃紅壤的基礎肥力和有效養分稍好于山地紅壤；河灘沖積土pH值較高，但有機質積累能力較其它2類土壤明顯偏弱。

表2 不同類型土壤肥力分析

*：**為0.01水平顯著性，*為0.05水平顯著性；同行不同大寫字母為0.01水平顯著差異，同行不同小寫字母為0.05水平顯著差異。下同。

3.2 不同類型土壤的綠竹筍營養成分分析

測定3種土壤類型的綠竹筍9項營養成分含量(表3)，結果顯示：在相對一致的經營措施下，不同栽培土壤的竹筍主要營養成分比例與元素含量變幅較大，各指標變異系數在10.8%～62.8%。在營養成分中，粗蛋白含量最高，占19.92%，分別是粗脂肪(1.83%)的10.9倍、可溶性糖(1.38%)的14.4倍；各養分含量大小依次為K>Ca>N>P>Mg>Fe。就指標變異程度而言，K含量的變異系數最大(62.8%)，其次是Ca(37.9%)，居第三、四位是P(32.6%)、粗脂肪(30%)，變異系數較小的為N含量(10.8%)，表明竹筍對N的吸收量較穩定，對P、K、Ca等吸收量具有差別。

3種土壤類型的綠竹筍養分比較表明，河灘沖積土的竹筍N、P、Mg、粗蛋白含量較高，黃紅壤的竹筍K、Fe含量較高，而紅壤的竹筍Ca、粗脂肪、可溶性糖含量較高。經方差分析(表3)，各土壤類型竹筍養分指標中P、K含量達顯著差異水平(P<0.05)，其它養分指標未達顯著差異。LSD多重比較表明，山地紅壤筍體P含量明顯低于其它2類土壤，坡地黃紅壤筍體K含量則明顯高于其它2類土壤。簡單相關分析可知(表4)，9項筍體養分指標間顯示一些相關性，其中N與Mg、粗蛋白呈極顯著正相關，與粗脂肪呈顯著正相關；Mg與粗蛋白、粗脂肪分別呈極顯著、顯著正相關，粗蛋白與粗脂肪則呈顯著正相關；Fe與可溶性糖呈極顯著負相關；P、K、Ca與其它成份未達顯著相關性。

表3 不同土壤的綠竹筍營養成分分析

表4 綠竹筍營養指標間相關系數

3.3 竹筍營養成分與土壤養分的相關分析

為研究竹筍與土壤2組主要養分元素的關聯度，利用2組測試數據進行簡單相關分析，結果見表5。由表5可知，筍體P含量與土壤有機質含量呈極顯著負相關，與全K含量顯著正相關；筍體K含量與土壤速效K、全P含量均顯著正相關；筍體Mg含量與土壤堿解N含量呈顯著負相關，與土壤Mg含量呈顯著正相關。此外，竹筍體N含量與土壤堿解N含量呈負相關，竹筍K含量與土壤有效P含量呈正相關，竹筍Fe含量與土壤有效P含量呈正相關，竹筍Fe含量與土壤Fe含量呈正相關，這些因子相關性未達顯著水平，但它們之間存在著一定聯系。由此分析，土壤中速效K、全K含量高有利于筍體K、P的吸收積累，土壤Mg、Fe含量與筍體Mg、Fe含量直接相關。同時，綠竹筍生長對土壤N素的需求量較大，土壤堿解N含量因植物吸收利用有所降低。本次取樣數量有限，今后將增加測試樣品數量，利用偏相關分析方法來消除其它變量關聯性的傳遞效應[10]。

表5 土壤肥力與竹筍養分的簡單相關系數

4 結論與討論

本研究表明，在相同氣候和田間栽培管理下，不同土壤類型的綠竹筍養分含量有明顯差異，此變異應與土壤條件的綜合作用有關，即土壤肥力狀況對綠竹筍養分積累具有影響效應。3種類型土壤(山地紅壤、坡地黃紅壤、河灘沖積土)的11項養分指標分析表明，各類型土壤養分的各形態含量分布具有明顯差異，各指標變異系數在11.21%～86.40%，均屬中等變異程度，符合南方土壤變化范圍。其中，河灘沖積土pH、全K、Ca、Mg值較高，黃紅壤堿解N、有效P、速效K、全N、全P、Fe含量較高，紅壤僅有機質含量較高。分析其因，緩坡地的黃紅壤有效養分及部分全量指標較高可能與前茬種植水稻有關，同時受發育母巖特性影響，土壤基礎養分較充足，且緩坡地人為擾動較頻繁，有效養分也較豐富；而山地紅壤偏酸性、有效P缺乏、有機質含量較高也符合其土壤特征[11-12]。方差分析表明，3種土壤類型11項養分指標中有4項(全N、全P、全K、Fe含量)達極顯著性差異，2項(pH、有機質)為顯著性差異，速效N、P、K含量未達顯著差異。由此可見，栽培區綠竹林地的基礎肥力差異明顯，這與南方成土母質不均一以及氣候多雨有關[6-7]，但在人為經營下，土壤的有效養分供應相對一致與合理有利于竹筍生長，已有研究也認為，土壤有效養分與植物生長關系密切，可被植物吸收利用[13]。

綠竹筍9項養分指標分析表明，不同栽培土壤的竹筍營養成分與元素含量差異明顯，變異系數在10.8%～62.8%，以K含量變異系數較大，N含量與粗蛋白變異系數較小，說明不同土壤的竹筍對N吸收積累能力相對穩定，對K的積累能力差別明顯。3種土壤栽培下綠竹筍的養分狀況各具特點，河灘沖積土的竹筍N、P、Mg、粗蛋白含量較高，黃紅壤的竹筍K、Fe含量較高，而紅壤的竹筍表現為Ca、粗脂肪、可溶性糖含量較高。分析其因，河灘沖積土土質疏松、水分充足、土壤酸堿性適中(pH=5.67)，有利于竹筍對養分N、P、Mg的吸收積累；黃紅壤竹筍K、Fe含量較高與其栽培土壤中速效K及Fe含量相對較高有關；紅壤因其有機質含量較高，促進了竹筍粗脂肪和可溶性糖的積累，此結果與有機質對改善鮮筍品質有良好作用的結論相一致[12]，可溶性糖作為重要風味物質，紅壤的竹筍因其含量較高表現口感風味較好。相關分析表明，竹筍N、Mg、Fe以及營養成分之間具有顯著相關性，這與竹筍富含植物蛋白、纖維素有關。

簡單相關分析表明，土壤中速效K、全K、Mg、Fe含量直接影響著竹筍主要養分的積累，此外有機質、堿解N含量也與竹筍養分具有一定相關性。因此土壤的有機質、堿解N、速效K等有效養分以及Mg、Fe含量對竹筍養分與品質具有影響效應，而南方土壤普遍缺P，提高土壤P有效性后是否有利于竹筍P元素積累將有待研究。綜上分析，不同綠竹栽培土壤的有效養分供應合理，不僅可提高竹筍主要養分含量，影響竹筍品質和營養組成，而且是竹林豐產的重要保證。綠竹筍用林的精準培育首先要因地制宜對栽培土壤進行科學分析和管理，提高土壤有效養分含量；其次對土壤中量和微量元素的管理，應基于土壤中元素的缺乏程度進行補缺管理，如何平衡這些養分元素含量，使之在竹筍生長發育和品質形成過程中發揮作用有待研究。